« Technologie/Moteurs thermiques/Moteur Diesel/Arbre à cames » : différence entre les versions

Contenu supprimé Contenu ajouté
imported>AlleborgoBot
Rei-bot (discussion | contributions)
Ligne 1 :
{{Voir homonymes|Came}}
[[Catégorie:Dispositif mécanique]]
[[Image:Came1.gif|thumb|right|400px|Came radiale à profil extérieur.]]
{{ébauche technique}}
UnUne '''arbre à cames'''came est un dispositiforgane [[mécanique]] permettantdestiné deà transformer un [[mouvement rotatif(mécanique)|mouvement]] de [[rotation]] en mouvement longitudinalde et[[translation]] réciproquementou de rotation.
 
Il s'agit généralement d'un [[cylindre]] de [[rayon (géométrie)|rayon]] variable entraîné en [[rotation]] par un [[Arbre (mécanique)|arbre]]. La pièce en contact avec le profil de la came, le suiveur, est alors mise en mouvement.
 
Une succession de cames solidaires d'un même arbre s'appelle un [[arbre à cames]]. Il est utilisé dans la majorité des [[moteur à explosion|moteurs à combustion interne]], c'est d'ailleurs l'utilisation la plus commune de ce dispositif.
L’arbre à [[came (mécanique)|cames]] est une découverte du moyen âge pendant lequel il a été principalement utilisé dans les moulins à eau spécialisés dans le battage du fer ou le tannage du cuir (transformation du mouvement rotatif, issu de l’entraînement de la roue à aubes par l’eau, en mouvement longitudinal).
 
== Types de cames ==
Aujourd’hui, l’arbre à cames est une pièce essentielle du moteur automobile : il transforme le mouvement longitudinal issu du moteur en mouvement rotatif actionnant les roues.
*Came à profil extérieur : engendre un effort de poussé
*Came à profil intérieur : engendre un effort de traction
*Came à rainure (profil intérieur et extérieur)
 
== Contact came/suiveur ==
==L'arbre à cames dans le moteur automobile==
Le contact doit être continu pour éviter les chocs, vibrations et bruits. Le suiveur est généralement maintenu en contact par un ressort. C'est le rôle du ressort de soupape dans le cas de l'arbre à came dans les moteurs à combustion interne. Le mouvement est transmis par contact direct (frottement) ou indirect par l'intermédiaire d'un galet.
[[Image:Nockenwelle ani.gif|thumb|320 px|Animation]]
[[Image:Nockenwelle_2005.jpg|left|thumb|Arbre à cames]]
L'arbre à cames est une pièce mécanique utilisée dans des [[moteur]]s thermiques à combustion interne à 4 temps pour la commande synchronisée des [[soupape]]s. Il se compose d'une tige cylindrique disposant d'autant de [[came (mécanique)|came]]s que de soupapes à commander indépendamment ou par groupe, glissant sur la queue de soupape, ou sur un renvoi mécanique (ex. : le patin d'un [[culbuteur]]).
 
Le contact direct induit un couple résistant sur la came dû au frottement entraînant alors une perte d'énergie dissipée sous forme de chaleur dans les deux pièces en contact. La [[tribologie]] étudie ces interactions entre différentes surfaces.
Il est placé au niveau du vilebrequin ([[moteur culbuté]] ou [[Moteur à soupapes latérales]]) ou au-dessus de la culasse ([[arbre à cames en tête]]).
 
L'utilisation d'un galet permet d'augmenter le rendement de ce système de transmission en réduisant les frottements, mais pose un problème d'encombrement.
===[[Moteur culbuté]]===
[[Image:4-Stroke-Engine.gif|thumb|right|Les arbres à cames en action, au-dessus des soupapes (moteur à double arbre)]]
D'abord monté sur les motos d'usine de compétition, on assiste à la généralisation des moteurs avec soupapes « en dessus », qui autorise un meilleur remplissage du moteur. L'arbre à cames étant encore situé en bas du moteur, parce que lié, pour sa synchronisation, par un [[engrenage]] au [[vilebrequin]] ou une chaîne, la commande des soupapes nécessite alors de longues tiges de rappel pour atteindre les [[culbuteur]]s.
===[[Arbre à cames en tête]]===
En disposant l'arbre à cames ''en tête'', c'est-à-dire en haut du moteur, ces tiges ne sont plus nécessaires, mais la synchronisation de l'arbre se fait par transmission, autorisant un décalage de l'axe de rotation. L'arbre à cames, peut être entraîné par [[Chaîne (mécanique)|chaîne]], [[courroie]] crantée, [[arbre (mécanique)|arbre]] ou cascade de [[Pignon (mécanique)|pignon]]s et même par mouvement bielle-manivelle (marque moto [[NSU Motorenwerke AG|NSU]]), pour attaquer directement les soupapes, ou par l'intermédiaire de culbuteurs.
 
== Aspect cinématique ==
D'abord adoptée en compétition, cette solution s'est généralisée petit à petit à tous les moteurs de véhicules de tourisme.
*Équation du profil de la came en [[coordonnées polaires]]
*Équation du mouvement
 
== Aspect statique ==
===[[Double arbre à cames en tête]]===
Au début des années 70, afin de permettre un bon centrage de la bougie dans la culasse, ainsi qu'un réglage aisé des lois de distribution, on a placé un arbre à cames pour les soupapes d'admission, et un autre pour l'échappement. L'espace entre les arbres permet de placer la bougie au centre de la chambre de combustion.
 
== Aspect énergétique : calcul du rendement ==
===Avenir===
Divers systèmes ont été créés afin de pouvoir changer les lois de distribution en fonction du régime moteur et de l'action sur l'accélérateur. Ainsi, on a vu des systèmes de décalage d'arbre à cames (Toyota VVTI) ou de passage de 2 à 4 soupapes par cylindre (Honda 800 vfr). L'avenir est à la [[distribution variable]], les soupapes étant commandées non par un arbre à cames, mais par des systèmes électromagnétiques (i.e. technologie [[camless]]). Cette technologie permet via un calculateur de commander indépendamment les soupapes en fonction du régime moteur et de la demande d'accélération.
 
==Voir aussi==
[[Catégorie:Organe d'un moteur à explosion]]
===*[[Arbre à cames en tête]]===
===*[[Double arbre à cames en tête]]===
[[Catégorie:Dispositif mécanique]]
[[Catégorie:Dispositifgénie mécanique]]
 
[[afcs:NokasVačka]]
[[en:CamshaftCam]]
[[cs:Vačková hřídel]]
[[daes:KnastakselLeva (mecánica)]]
[[deit:NockenwelleCamma]]
[[ja:カムシャフト (機械要素)]]
[[en:Camshaft]]
[[esko:Árbol de levas]]
[[pl:Krzywka (maszynoznawstwo)]]
[[fi:Nokka-akseli]]
[[hept:גלCame זיזים(roda)]]
[[ru:Кулачковый механизм]]
[[id:Camshaft]]
[[itsk:Albero a cammeVačka]]
[[tr:Kam (mekanizma)]]
[[ja:カムシャフト]]
[[nlzh:Nokkenas凸轮]]
[[no:Kamaksel]]
[[pl:Wałek rozrządu]]
[[pt:Árvore de cames]]
[[ru:Распределительный вал]]
[[sk:Vačkový hriadeľ]]
[[sv:Kamaxel]]
[[zh:凸轮轴]]